Co drugi produkowany dziś silnik benzynowy jest wyposażony w mechanizm regulacji faz rozrządu. W zależności od producenta, typu i modelu silnika, montuje się jeden, dwa lub cztery takie układy. Pozwalają one na optymalne ustawienie rozrządu, w zależności od obciążenia i prędkości obrotowej silnika. Można przy tym, zależnie od koncepcji silnika i liczby tych układów, zredukować zużycie paliwa i emisję spalin oraz zwiększyć moc i moment obrotowy.

 Mechanizmy zmiennych faz rozrządu, w zależności od wersji silnika, mogą być osadzone na obu wałkach rozrządu. W przypadku silników SOHC (z jednym górnym wałkiem rozrządu), możliwa jest jednoczesna regulacja czasów rozrządu dla wszystkich zaworów.

Wałek rozrządu jest stale regulowany w zamkniętym obwodzie sterującym. Typowe fazy sięgają od 40 do 60 stopni obrotu wału korbowego. Stopień, który należy ustawić jest zachowany w bazie danych w systemie sterowania silnika. Regulacja jest przeprowadzana hydraulicznie przy użyciu układu olejowego silnika poprzez zawór regulacyjny uruchamiany elektrycznie.

Kąt pozycji wałka rozrządu jest pomierzony i przesłany do jednostki sterującej za pomocą tarczy spustowej, zamocowanej na wałku rozrządu lub na mechanizmie zmian faz rozrządu.

Mechanizm zmiennych faz wałka rozrządu w napędzie łańcuchowym
Mechanizm zmiennych faz wałka rozrządu jest zaprojektowany jak silnik hydrauliczny bazujący na zasadzie działania pompy łopatkowej. Wewnętrzny wirnik jest połączony z wałem korbowym, w sposób odporny na skręcanie, poprzez koło napędowe i łańcuch rozrządu. Łopatki między wirnikiem a statorem oddzielają dwufunkcyjne komory ciśnienia oleju (komory robocze).

W klasycznym zastosowaniu – zwykle ‘opóźnionym’ rozrządzie dla cyklu ssania i ‘przyspieszonym’ rozrządzie dla cyklu wydechu – dociskany sprężyną kołeczek, blokuje mechanizm zmiennych faz przy wyłączonym silniku. Zostanie on hydraulicznie odblokowany podczas jego uruchomienia.

W zastosowaniu do faz rozrządu dla wałka zaworów wylotowych, w stanie na ‘przyspieszenie’ czasu otwarcia, zablokowaną skrajną pozycję wspomaga sprężyna znajdująca się na mechanizmie zmiennych faz.

Mechanizmy zmiennych faz wałka rozrządu w napędzie pasowym
Mechanizm zmiennych faz wałka rozrządu w napędzie pasowym, ma z zasady tą samą wewnętrzną konstrukcję jak mechanizm w napędzie łańcuchowym. Dodatkowo musi mieć zewnętrzną szczelność pod kątem przecieków oleju. Zatem mechanizm ten posiada wewnętrzne uszczelnienia, nieprzepuszczalny dla oleju materiał ze spieku, szczelną powierzchnię przylegania pierścienia uszczelniającego wałek rozrządu i szczelną pokrywę na powierzchni czołowej, która jest zakładana po zamocowaniu śruby głównej wałka rozrządu. Mechanizm zmiennych faz wałka rozrządu ma konstrukcję modułową, co pozwala na użycie różnych kół paska zębatego oraz różnej ilości zębów, przy tej samej konstrukcji wewnętrznej.

Zawór regulujący fazy wałka rozrządu
Zawór regulujący jest to zawór proporcjonalny z czterema połączeniami: połączenia prowadzą do pompy olejowej i z powrotem oraz do dwóch komór roboczych mechanizmu zmiennych faz wałka rozrządu. Gdy prąd jest skierowany na elektromagnes porusza wewnętrzny suwak regulujący w zaworze i tym samym włącza ciśnienie oleju między komorami roboczymi. Komora robocza wolna od ciśnienia oleju, połączona jest z króćcem zwrotnym. W celu ustawienia czasu rozrządu zawór jest przytrzymany w pozycji środkowej, co rozdziela od siebie wszystkie połączenia.

Zawór jest kompaktowy o modułowej budowie, co pozwala na modyfikacje i dopasowanie się do konkretnego zastosowania. W ten sposób zarówno położenie jak i typ wtyczki oraz rodzaj zasilania olejem (boczny lub tylny) można dowolnie zmieniać.

Nowe pomysły i technologie przynoszą korzyści środowisku i kierowcom. Mechanizm zmiennych faz wałka rozrządu sprostał tym wymaganiom, ponieważ przyczynia się do ochrony bogactw naturalnych i środowiska.

Materiały: Schaeffler Automotive Aftermarket